天然药物化学考试重点

第一章 总论

一、绪论

1. 天然药物化学定义:天然药物化学是运用现代科学理论与方法研究天然药物中化学成分的一门学科。

2. 天然药物化学研究内容:其研究内容包括各类天然药物的化学成分的结构特点、物理化学性质、提取分离方法以及主要类型化学成分的结构鉴定等。此外,还将涉及主要类型化学成分的生物合成途径等途径。

二、生物合成

1. 一次代谢定义:对维持植物生命活动不可缺少的且几乎存在于所有的绿色植物中的过程

产物:糖、蛋白质、脂质、核酸、乙酰辅酶A 、丙二酸单酰辅酶A 、莽草酸、一些氨基酸等对植物机体生命来说不可缺少的物质

二次代谢定义:以一次代谢产物作为原料或前体,又进一步经历不同的代谢过程,并非在所有植物中都能发生,对维持植物生命活动又不起重要作用。称之为二次代谢过程。

产物:生物碱、萜类等

2. 主要生物合成途径

(一) 醋酸-丙二酸途径(AA-MA )

主要产物:脂肪酸类、酚类、蒽酮类 起始物质:乙酰辅酶A 。

(二)甲戊二羟酸途径(MVA )

主要产物:萜类、甾体类化合物 起始物质:乙酰辅酶A

(三)桂皮酸途径

主要产物:苯丙素类、香豆素类、木质素类、木脂体类、黄酮类

(四)氨基酸途径

主要产物:生物碱类

并非所有的氨基酸都能转变为生物碱,在脂肪族氨基酸中主要有鸟氨酸、赖氨酸,芳香族中则有苯丙氨酸、酪氨酸及色氨酸

三、提取分离方法

(一)提取方法

1溶剂提取法,原理:相似相容性;

溶剂的极性强弱:石油醚

分类:1)冷提法 渗漉法(耗溶剂多,费时)、浸渍法 .2)熱提法:煎煮法(砂锅)、回流提取法(易挥发、热稳定)、连续回流提取法、超临界萃取技术(P22)

2水蒸气蒸馏法:不容或难溶于水,易挥发,热稳定

3升华法

(二)分离精制的方法

一)根据溶解度差别:结晶、重结晶、酸碱法、金属盐络合法

二)根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离

1. 常见方法有液-液萃取法、逆流分溶法(CCD)、液滴逆流色谱法(DCCC)、高速逆流色谱(HSCCC )、气液分配色谱(GC 或GLC )及液-液分配色谱(LC 或LLC )

P201 利用pH 梯度萃取分离物质的模式图

CCD 法是一种多次、连续的液-液萃取分离过程,操作条件温和,试样容易回收,故用于中等级性、不稳定物质的分离

2. 正相色谱:通常,分离水溶性或极性较大的成分如生物碱、苷类、糖类、有机酸等化合物时,固定相多采用强极性溶剂,如水、缓冲溶液等,流动相则用氯仿、乙酸乙酯、丁醇等弱极性有机溶剂,称之为正相色谱

3. 反相分配色谱:分离脂溶性化合物,如高级脂肪酸、油脂、游离甾体等时,则两相可以颠倒,固定相可

用液状石蜡,而流动相则用水或甲醇等强极性溶剂,故称之为反相分配色谱

4. 加压液相色谱与液-液分配色谱的区别?

液-液分配柱色谱中用的载体(如硅胶)颗粒直径较大,流动相仅靠重力作用自上而下缓缓流过色谱柱,流出液用人工分段收集后再进行分析,因此柱效较低,费时较长。加压液相色谱用的载体颗粒直径较小、机械强度及比表面积均大的球形硅胶颗粒,其上健合不同极性的有机化合物以适应不同类型分离工作的需要,因而柱效大大提高。

(三)根据物质的吸附性差别进行分离

1. (1)物理吸附定义:物理吸附也叫表面吸附,是因构成溶液的分子(含溶质及溶剂)与吸附剂表面分子的分子间力的相互作用所引起。如硅胶、氧化铝、活性炭的吸附

特点:无选择性、吸附解析可逆、可快速进行,故用的最广

(2)化学吸附定义:如黄酮等酚酸性物质被碱性氧化铝吸附,或生物碱被酸性硅胶吸附等,因为具有选择性、吸附十分牢固、有时甚至不可逆、故用的较少。

(3)半化学吸附:介于物理吸附与化学吸附之间

(4)吸附过程三要素:吸附剂、溶质、溶剂

(5)硅胶、氧化铝:极性吸附剂 活性炭:非极性吸附剂

2 . 聚酰胺吸附色谱法

(1)聚酰胺吸附属于氢键吸附

(2)适用范围:极性物质与非极性物质均可适用,特别适合于酚类、醌类、黄酮类,对其吸附是可逆的(鞣质例外),分离效果好,此外,对生物碱、萜类、甾体、糖类、氨基酸等化合物也有广泛用途。因为对鞣质吸附特强,近乎不可逆,故用于植物粗提取物的脱鞣处理特别适宜

(3)原理:一般认为是通过分子中的酰胺羰基与酚类、黄酮类化合物的酚羟基,或酰胺键上的游离胺基与醌类、脂肪羧酸上的羰基形成氢键缔合而产生吸附。吸附强弱取决于各种化合物与之形成氢键缔合的能力。

(4)规律:在含水溶剂中(1)形成氢键的基团数目越多,则吸附能力越强(2)易形成分子内氢键者其在聚酰胺上的吸附即相应减弱(3)分子中芳香化程度高者,则吸附性增强,反之,则减弱。

(5)各种溶剂在聚酰胺柱上的洗脱能力顺序:

(四)根据物质分子大小差别进行分离

凝胶滤过法:凝胶种类:(1)葡聚糖凝胶(Sephadex G) (2)羟丙基葡聚糖凝胶(Sephadex LH-20) 以Sephadex G-25为例,G 为凝胶(Gel ),后附数字=吸水量*10,故G-25示该葡聚糖凝胶吸水量为2.5ml/g 二者区别:Sephadex G型只适用于在水中应用,Sephadex LH-20分子中—OH 总数虽无改变,但碳原子所占比例相对增加了,因此Sephadex LH-20不仅可在水中应用,也可在极性有机溶剂或它们与水组成的混合溶剂中膨润使用。Sephadex LH-20除保留有Sephadex G-25原有的分子筛特性,可按分子量大小分离物质外,在由极性与非极性溶剂组成的混合溶剂中常常起到反相分配色谱的效果,适用于不同类型有机物的分离。

四、常用四大波谱

1. 质谱 2.红外光谱 3.紫外-可见吸收光谱 4.核磁共振谱

第二章 糖和苷

苷类定义:苷类亦称苷或配糖体,是由糖或糖的衍生物,如氨基酸、糖醛酸等与另一非糖物质(称为苷元或配基)通过糖的半缩醛或半缩酮羟基与苷元脱水形成的一类化合物。

一、 .单糖结构式的三种表示方法:(1)Fischer 投影式 (2)Haworth 投影式 (3)优势构象式

二、糖和苷的分类

多聚糖类:有十个以上单糖通过糖苷键连接而成的

1、植物多糖:淀粉、纤维素、半纤维素、果聚糖、树胶、黏液质和黏胶质

2、动物多糖:糖原、甲壳素、肝素、硫酸软骨素、透明质酸

三、苷类

根据苷键原子可将苷分为氧苷、氮苷、硫苷、碳苷。

1. 氧苷:醇苷、酚苷、氰苷、酯苷(酰苷)

3. 硫苷:通过苷元上的巯基与糖或糖的衍生物的半缩醛(半缩酮)羟基脱一分子水缩合而成的化合物称硫苷。

4. 氮苷:通过苷元上的胺基与糖或糖的衍生物的半缩醛(半缩酮)羟基脱一分子水缩合而成的化合物称氮苷。

5. 碳苷:通过苷元碳上的氢与糖或糖的衍生物的半缩醛(半缩酮)羟基脱一分子水缩合而成的化合物称碳苷。

四、苷键的裂解

分类:酸催化水解、碱催化水解、乙酰解、酶解、过碘酸裂解

(一) 酸催化水解

1 试剂:水或稀醇

2 催化剂:稀盐酸、稀硫酸、乙酸、甲酸等

3 反应机理:苷键原子先被质子化,然后苷键断裂形成糖基正离子或半椅式的中间体,该中间体再与水结合形成糖,并释放催化剂质子。

4 影响因素:(1)电子云密度(2)质子化难易

5 苷水解规律:

(1形成苷键的N 、O 、S 、C 四个原子中,水解难易程度:C-苷>S-苷>O-苷>N-苷

(2) 2,6-二去氧糖苷> 2去氧糖苷>6-去氧糖苷>2-OH糖苷>2-氨基糖苷(氨基糖)

(由于氨基和羟基均可与苷键原子争夺质子,特别是2-氨基和2-羟基糖,当2位被质子化后使端基碳原子的电子云密度降低,不利于苷键原子质子化)

(3)呋喃糖苷>吡喃糖苷

(4)酮糖>醛糖

(5)糖醛酸>七碳糖>六碳糖>甲基五碳糖>五碳糖

(二)乙酰解反应

β-苷键葡萄糖双糖乙酰解的难易程度:(1→2)>(1→3)>(1→4)>>(1→6)

(三)碱催化水解

酰苷、酚苷、与羰基共轭的稀醇苷可被碱水解

(四)过碘酸裂解反应

1 适用情况:特别适用于那些苷元不稳定的苷和碳苷的裂解,对那些苷元上有邻二醇羟基或已被氧化的基团的苷则不能适用,因为过碘酸在氧化糖的同时他们也将随之被氧化。

2 所用试剂:NaIO 4和NaBH 4

五、糖和苷的联系、区别

第三章 苯丙素类

定义:天然成分中有一类苯环与三个直链碳连在一起为单元(C 6—C 3)构成的化合物,统称为苯丙素类。 分类:苯丙酸类、香豆素、木脂素

一、 香豆素类

1. 定义:香豆素类化合物是邻羟基桂皮酸内酯类成分的总称。

2 母核、基本骨架:苯骈α-吡喃酮

3 结构特点:除35个香豆素类化合物外,其他香豆素类都具有在7位连接含氧官能团的特点。环上常常有羟基、烷氧基、苯基和异戊烯基等取代基,其中异戊烯基的活泼双键与苯环上的邻位羟基可以形成呋喃

环或吡喃环的结构。

4性状:游离香豆素多有完好的结晶,常常是淡黄色或是无色,并且具有香味,小分子的游离香豆素有挥发性,能升华。成甘后无此些性质。香豆素衍生物在紫外光照射下呈现蓝色或紫色荧光,在碱性溶液中荧光增强。

5内酯的性质:遇到稀碱溶液可以开环,形成溶于水的顺式邻羟基桂皮酸盐,酸化后又立即开环,形成不溶于水的香豆素类成分。

6香豆素内酯在提取分离方面的应用 P128 香豆素类化合物具有内酯环结构,碱性条件下可水解开环,生成顺式邻羟基桂皮酸的盐溶于水,在酸性条件下又闭环恢复为内酯环结构。但如果遇碱液长时间加热,开环结构将遭到破坏,异构化为反式邻羟基桂皮酸衍生物,此时,再也不可能环合为内酯。因此在提取香豆素时,要注意温度的控制、加热时间的长短且碱度不宜过高。

第四章 醌类化合物

一、定义:指分子内具有不饱和环二酮结构(醌式结构)或容易转变成这样结构的天然有机化合物

二、分类:苯醌、萘醌、菲醌、蒽醌

(一) 苯醌类

天然存在的苯醌化合物大多数为对苯醌的衍生物。

(二) 蒽醌结构分类P160

1 蒽醌衍生物

根据羟基在蒽醌母核上的分布情况,可将羟基蒽醌衍生物分为两类:

(1)大黄素型 羟基分布在两侧的苯环上,呈黄色

(2)茜草素型 羟基分布在一侧的苯环上,呈橙黄色、橙红色

2 蒽酚(或蒽酮)衍生物

蒽酚(或蒽酮)的羟基衍生物一般存在于新鲜植物中。

3 二蒽酮类衍生物P161

大黄及番泻叶中致泻的主要有效成分番泻苷A 、B 、C 、D 等皆为二蒽酮类衍生物

番泻苷A 是黄色片状结晶,被酸水解后生成两分子葡萄糖和一分子番泻苷元A 。番泻苷元A 是两分子的大黄酸蒽酮通过C 10-C 10相互结合而成的二蒽酮类衍生物,其C 10-C 10为反式连接。番泻苷B 水解后生成番泻苷元B ,其C 10-C 10为顺式连接,是番泻苷元A 的异构体。番泻苷C 是一分子的大黄酸蒽酮与一分子芦荟大黄素蒽酮通过C 10-C 10反式连接而形成的二蒽酮二葡萄糖苷。番泻苷D 为番泻苷C 的异构体,其C 10-C 10为顺式连接。

怎样检测天然药物中是否含有蒽醌类?

用碱性条件下的呈色反应检查天然药物中是否含有蒽醌类成分时,可取中草药粉末约0.1g ,加10%硫酸水溶液5ml ,置水浴上加热2至10分钟,冷却后加2ml 乙醚振摇,静置后分取醚层溶液,加入1ml5%氢氧化钠水溶液,振摇。如有羟基蒽醌存在,醚层则由黄色褪为无色,而水层显红色。

三、醌类化合物的提取分离

1. P166羟基蒽醌的提取分离

注意 :一般蒽醌类衍生物及其相应的苷类在植物体内多通过酚羟基或羧基结合成镁、钾、钙、钠盐形式存在,为充分提取出蒽醌类衍生物,必须预先加酸酸化使之全部游离后再进行提取。

2. 蒽醌苷类的分离

应用葡聚糖凝胶柱色谱分离蒽醌苷类成分主要依据分子大小的不同,大黄蒽醌苷类的分离依次得到二蒽酮苷、蒽醌二葡萄糖苷、蒽醌单糖苷、游离苷元。是以分子量由大到小的顺序流出色谱柱的

第五章 黄酮类化合物

一、概述

1. 定义:黄酮类化合物主要是指基本母核为2-苯基色原酮类化合物,现在则是泛指两个具有酚羟基的苯环

通过中央三碳原子相互连接而成的一系列化合物。

2. 分类:根据中央三碳链的氧化程度、B-环连接位置(2-或3-位)以及三碳链是否构成环状等特点可将主要天然黄酮类化合物分类:

黄酮类、黄酮醇类、二氢黄酮类、异黄酮类、鱼藤酮类、紫檀素类、二氢黄酮醇类、花色素类、查耳酮类、二氢查耳酮类等

二、理化性质

1. 性状:游离的各种苷元母核中,除二氢黄酮、二氢黄酮醇、黄烷及黄烷醇有旋光性外,其余则无光学活性。苷类由于在结构中引入糖的分子,故均有旋光性,且多为左旋。

2. 颜色:黄酮、黄酮醇及其苷类多显灰色~黄色,查耳酮为黄~橙黄色,而二氢黄酮、二氢黄酮醇、异黄酮类,因不具有交叉共轭体系或共轭链短,故不显色(二氢黄酮及二氢黄酮醇)或显微黄色(异黄酮) 是否显色与分子中是否存在交叉共轭体系及助色团的种类、数目及取代位置有关

3. 溶解性:一般游离苷元难容或不溶于水 原因:黄酮、黄酮醇、查耳酮等平面性强的分子,因分子与分子间排列紧密,分子间引力较大,故更难溶于水;二氢黄酮及二氢黄酮醇等因系非平面性分子,故分子与分子间排列不紧密,分子间引力降低,有利于水分子进入,溶解性稍大;花色苷元(花青素)类虽也为平面性结构,但因以离子形式存在,具有盐的通性,故亲水性较强,水溶度较大。

4. 酸性:以黄酮为例,其酚羟基酸性强弱顺序依次为:7,4′-二OH>7-或4′-OH>一般酚OH>5-OH>3-OH 可依次用5%NaHCO3 5%NaCO3 0.2%NaOH 4%NaOH 提取

5显色反应:多与分子中的酚羟基及咖吗- 吡喃酮环有关:P195

1)、还原反应

(1)HCL-Mg 现象:泡沫处呈红色。

应用:黄酮,黄酮醇,二氢黄酮(醇)橙红——紫红。

花青素及部分橙酮,查耳酮等在浓盐酸下会发生色变,故预先需对照排除。

(2)四氢硼钠反应 :方法:生成紫色或紫红色。

应用:二氢黄酮(醇)类专属反应

2)、与金属盐类试剂的络合反应

分子中具有3-羟基,4-羰基或5-羟基,4-羰基或邻二酚羟基的黄酮类化合物

(1)三氯化铝显色 应用:定性及定量分析

现象:鲜黄色荧光

(2)锆盐-枸橼酸反应 应用:区分3-OH 或5-OH 黄酮

仍呈鲜黄色(3-OH );黄色溶液显著褪去(5-OH )

(3)氨性氯化锶:检识具有邻二酚羟基的黄酮。

试剂:氯化锶的甲醇液和氨气饱和的甲醇液。 产生绿——棕色——黑色沉淀。

(4)醋酸镁显色

应用:区别二氢黄酮(醇)类化合物。

现象:二氢黄酮(醇),天蓝色荧光。

黄酮:黄酮醇异黄酮,显黄-橙黄-褐色

(5)三氯化铁

3)、碱性试剂反应:黄酮类化合物与碱性试剂显黄、橙、红色。

4)、硼酸显色:具有5-羟基黄酮和6-羟基查耳酮结构。

试剂:草酸条件下,与硼酸反应,

现象:黄色并有绿色荧光。

三、提取与分离

聚酰胺柱色谱 聚酰胺吸附强度主要取决于黄酮类化合物分子中羟基的数目与位置及溶剂与黄酮类化合物或与聚酰胺之间形成氢键缔合能力的大小。

黄酮类化合物从聚酰胺柱上洗脱时的规律:

1. 苷元相同,洗脱先后顺序一般是叁糖苷、双糖苷、单糖苷、苷元

2. 母核上增加羟基,洗脱速度即相应减慢,当分子中羟基数目相同时,洗脱顺序为邻位羟基黄酮>对位羟

基黄酮

3. 不同类型黄酮化合物洗脱顺序一般是异黄酮、二氢黄酮醇、黄酮、黄酮醇

4. 分子中芳香核、共轭双键多者易被吸附,故查耳酮比相应的二氢黄酮难洗脱

葡聚糖凝胶分离黄酮类化合物的机制:

分离游离黄酮时主要靠吸附作用,凝胶对黄酮类化合物的吸附程度取决于游离酚羟基的数目,分离黄酮苷时则分子筛的性质起主要作用。黄酮苷类分子量大的先流出柱体,分子量小的后流出。

第六章 萜类和挥发油

一、概述

1. 定义:萜类化合物是分子骨架以异戊二烯单元(C5单元) 为基本单元结构的化合物 。

2. 分类:根据分子结构中异戊二烯单位的数目进行分类,如单萜、倍半萜、二萜等。同时再根据各萜类分子结构中碳环的有无和数目的多少,进一步分为链萜(无环萜)、单环萜、双环萜、三环萜、四环萜等

3. 萜类的生源学说

(1)经验的异戊二烯法则 异戊二烯是萜类化合物在植物体内形成的前体物质,因为大多数萜类的基本骨架是由异戊二烯单位以头-尾顺序相连而成

(2)生源的异戊二烯法则 Folkers证明3(R )-甲戊二羟酸是焦磷酸异戊烯酯(IPP )的关键性前体物质,由此证实了萜类化合物是由甲戊二羟酸途径衍生的一类化合物。

4、环烯醚萜

定义:环烯醚萜为臭蚁二醛的缩醛衍生物。从化学结构看,环烯醚萜又是含有环戊烷结构单元且具有一定特殊性质的环状单萜衍生物。包括取代环戊烷环烯醚萜和环戊烷开裂的裂环环烯醚萜两种基本碳架。 理化性质:环烯醚萜苷易被水解,生成的苷元为半缩醛结构。游离的苷元与皮肤接触,也能使皮肤染成蓝色

5、环烯醚萜苷不稳定易水解原因:

环烯醚萜类化合物多连有极性官能团,故偏亲水性,易溶于水和甲醇,环烯醚萜苷的亲水性较其苷元更强。

二、挥发油

1. 定义:挥发油又称精油,是一类具有芳香气味的油状液体的总称。在常温下能挥发,可随水蒸气蒸馏。。

2. 分类(组成):构成挥发油成分类型可分为如下四类,其中以萜类化合物为多见。

(1)萜类化合物 (2)芳香族化合物 (3)脂肪族化合物

3. 性质:(1)挥发性 挥发油在常温下可自行挥发而不留任何痕迹,这是挥发油和脂肪油的本质区别 (2)挥发油多数比水轻

4分离方法:(1)利用酸、碱性不同进行分离(2)利用官能团特性进行分离

5化学常数测定

(1)酸值:酸值是代表挥发油中游离羧酸和酚类成分的含量。以中和1g 挥发油中含有游离的羧酸和酚类所需要氢氧化钾毫克数来表示。

(2)酯值:代表挥发油中酯类成分含量,以水解1g 挥发油所需要氢氧化钾毫克数来表示。

(3)皂化值:以皂化1g 挥发油所需要氢氧化钾毫克数来表示。事实上皂化值等于酸值和酯值之和。

第七章 三萜及苷类

1. 多数三萜是由30个碳原子组成的萜类化合物,根据“异戊二烯定则”多数三萜被认为是由6个异戊二烯(三十个碳)缩合而成的。

该苷类化合物多数可溶于水,水溶液振摇后产生似肥皂水溶液样泡沫,故被称为三萜皂苷。

2. 三萜皂苷是由三萜皂苷元和糖组成的,常见的苷元为四环三萜和五环三萜。

3. 三萜是由角鲨烯经过不同的途径环合而成。

4. 存在于天然界较多的四环三萜或其皂苷苷元主要有达玛烷、羊毛脂烷、甘遂烷、环阿屯烷(环阿尔廷烷)、葫芦烷和楝(lian ,四声)苦素型三萜类。

5五环三萜的结构类型:齐墩果烷型、乌苏烷型、羽扇豆烷型、木栓烷型

6 皂苷多数具有苦而辛辣味。其粉末对人体粘膜有强烈刺激性,尤其鼻内粘膜的敏感性最大,吸入鼻内能引起喷嚏。

7 皂苷溶血作用的原因及表示方法。

皂苷的溶血作用是因为多数皂苷能与红细胞膜上胆甾醇结合生成不溶于水的复合物,破坏了红细胞的正常渗透性,使细胞内渗透压增高而使细胞破裂,从而导致溶血现象。各种皂苷的溶血作用强弱不同,可用溶血指数表示。含有皂苷的药物临床应用时应注意不宜供静脉注射用。

8. 沉淀反应。

酸性皂苷(通常指三萜皂苷)的水溶液加入硫酸铵、醋酸铅或其它中性盐类即生成沉淀。中性皂苷(通常指甾体皂苷)的水溶液则需加入碱式醋酸铅或氢氧化钡等碱性盐类才能生成沉淀。

第八章 甾体及苷类

1. 本章主要介绍C 21甾、强心苷和甾体皂苷三类成分。

2. 强心苷元分为甲型强心苷元(五元环)以强心甾为母核和乙型强心苷元(六元环)。以海葱甾或蟾酥甾为母核

Ⅰ型:苷元——2,6-二去氧糖——D-葡萄糖

Ⅱ型:苷元——6-二去氧糖——D-葡萄糖

Ⅲ型:苷元——D-葡萄糖

3强心苷水解反应类型及特点

碱水解 分子中的内酯和酰氧基等可与碱作用水解或裂解。

(1)内酯与碱的作用:氢氧化钾水溶液中开环,加酸闭和。在醇性氢氧化钾溶液中,甲型强心苷内酯环双键转位,形成活性亚甲基。乙型则异构化。

(2)酰氧基与碱的作用:

碳酸氢钠(钾):2-去氧糖酰基水解。

氧化钙(钡):水解羟基糖或苷元上的酰

酶水解有专属性,只有水解葡萄糖的酶。没有水解α-去氧糖的酶。

Ⅰ型、Ⅱ型强心苷可水解成次级苷和葡萄糖、Ⅲ型水解成苷元和单糖。含强心苷的植物均有相应的水解酶共存,故可得到一系列同一苷元的苷类。

酸水解

温和酸水解:用浓度为0.02~0.05mol\L的盐酸或硫酸,在含水醇中短时间加热回流。

只能使2-去氧糖苷键裂解,2-去氧糖和2-羟基糖之间的苷键及羟基糖之间的苷键不会裂解。

Ⅰ型强心苷可水解成苷元、2-去氧糖、低聚糖。 Ⅱ型、Ⅲ型不水解。

剧烈酸水解:用于2-羟基糖的苷,所有的苷键都被打开

4、强心苷显色反应及使用对象

1)、作用于甾体母核:同甾体的显色反应。

2)、作用于五元不饱和内酯环的反应(只有甲型强心苷显色)

(1)Legal 反应(亚硝酰铁氰化钠反应)取样品1~2mg ,溶在2~3滴吡啶中,加1滴3%亚硝酰铁氰化钠和1滴氢氧化钠液,显深红色并逐渐褪去。

(2)Raymond 反应间二硝基苯的乙醇液,显蓝紫色。

(3)kedde 反应3,5-二硝基苯甲酸试剂,红或紫红色,可用于色谱显色。

(4)Baljet (碱性苦味酸反应)溶液显橙红或紫红。

3)、作用于α-去氧糖(用于一型)

(1)K.K 反应取样品溶于5ml 冰醋酸中,加1滴20%三氯化铁水溶液,混均后倾斜试管,沿管壁滴加浓硫酸。医. 学教育网搜集整理醋酸层渐显兰色。界面的颜色随苷元羟基、双键的位置和数目不同而异。只对游离的2-去氧糖或在此条件下能解离出2-去氧糖的强心苷显阳性。

(2)占吨氢醇显红色,只要分子中有2-去氧糖即可。可用于定量分析。

(3)对-二甲氨基苯甲醛反应2-去氧糖显灰红色斑点。

(4)过碘酸-对硝基苯胺反应先喷过碘酸钠水溶液,再喷对硝基苯胺试液,则迅速在灰黄色背底上出现深黄色斑点,紫外灯下观察为棕色背底上黄色荧光点,再喷以5%氢氧化钠甲醇,则斑点转为绿色。

5、 甾体皂苷的皂苷元基本骨架属于螺甾烷的衍生物,依照螺甾烷机构中C 25的结构和环的环合状态,可将其分为四种类型:

(1)螺甾烷醇类。C 25为S 构型

(2)异螺甾烷醇类。C 25为R 构型

(3)呋甾烷醇类。F 环为开链衍生物

(4)变形螺甾烷醇类。F 环为五元四氢呋喃环

6、皂苷的提取

(1)皂苷的提取通法:醇提取浓缩-脱脂正丁醇萃取法。药材以乙醇或甲醇提取,然后回收溶剂,于水溶液中加入乙醚萃取,脂溶性杂质则转溶于乙醚溶剂中,与皂苷分离。然后,改用水饱和的丁醇为溶剂继续对水溶液进行两相萃取,则皂苷转溶于丁醇,一些亲水性强的杂质如糖类仍留于水中,与皂苷分离。收集丁醇溶液,减压蒸干,得粗制的总皂苷。

酸性皂苷常采用碱提酸沉法,如甘草酸易溶于碱水,再加酸酸化使其又析出沉淀。

(2)甾体皂苷元的提取:酸水解有机溶剂提取法:例如,将药材(如穿龙薯蓣)用水浸透,加入浓硫酸使之成3%浓度,加热加压水解8小时,滤出水解物,水洗后干燥粉碎,再以汽油反复提取20小时,提取液适当浓缩后,放置即可析出薯蓣皂苷元。工业生产中常用此方法获得甾体皂苷元用以合成甾体类药物。

第九章 生物碱

1. 生物碱:生物碱是天然产的一类含氮有机化合物,大多数具有氮杂环结构,呈碱性并有较强的生物活性。

2、碱性影响因素(强弱主要取决于分子结构中氮原子的电子云密度,若电子云密度升高,则碱性增强,反之碱性下降。)

1.N 杂化方式 :季铵碱>氮烷杂环>脂肪胺>芳香胺>氮芳、烯杂环>酰胺>吡咯>腈

2.诱导效应 氮原子连接供电子基如烷烃时,碱性增强; 氮原子附近有吸电子基时(:双键、苯、羟、羰脂、醚、酰基),则碱性下降。如: 苯异丙胺>麻黄碱>去甲麻黄碱 。 氮杂缩醛(酮) 生物碱 的 氮原子不处在桥头,强碱性;氮原子处在桥头,碱性相对较弱。

3.诱导-场效应: 对第二个氮原子产生两种降低其碱性的作用。

4.共轭效应 ( 形成p-π共轭,碱性较弱。酰胺型>苯胺型>烯胺型)

5.空间效应(氮原子周围的取代基分子较大,氮原子难于接受质子,碱性降低)

6.氢键效应(形成稳定的分子内氢键,可使碱性增强。)

生物碱结构中的碱性基团与碱性强弱之间的关系为: 胍基>季铵碱>脂肪胺和脂杂环>芳胺和吡啶环>多氮同环芳杂环>酰胺基和吡咯环。

3、 生物碱沉淀反应

1. )常用的生物碱沉淀试剂:碘化物复盐、重金属盐、大分子酸类等。常见的生物碱沉淀试剂有碘-碘化钾试剂、碘化铋钾试剂(最常用)、碘化汞钾试剂等。

2. )生物碱沉淀反应的条件

(1)反应环境:生物碱沉淀反应一般在稀酸水溶液中进行。(若在碱性条件下则试剂本身将产生沉淀) (2)在稀醇或脂4性溶液中时,含水量>50%才可析出沉淀;(当醇含量>50%时可使沉淀溶解) (3)沉淀试剂不易加入多量。(如:过量的碘化汞钾可使产生的沉淀溶解)

(2)净化处理:共存的蛋白质、多肽、鞣质等成分,这些物质也能与生物碱沉淀试剂发生沉淀的反应。为了避免其干扰,可将酸水液经碱化后用氯仿萃取,除去水溶性干扰成分,然后用酸水从氯仿中萃取出生物碱,以此酸水液进行沉淀反应。

3. )生物碱沉淀反应阳性结果的判断

(1)阳性结果判断:一般需选用三种以上的沉淀试剂进行反应,如果均有生物碱的沉淀反应,可判断为阳性结果。

(2)需要注意的问题

①少数生物碱不能与一般生物碱沉淀试剂产生沉淀反应医学教育 网原创。如麻黄碱、咖啡碱与多数生物碱沉淀试剂不能发生沉淀反应。

②中药中有些非生物碱类物质也能与生物碱沉淀试剂产生沉淀的应,医|学教育网搜集整理如蛋白质、多肽、氨基酸、医学、教育网原创鞣质等。

4. )生物碱沉淀反应的应用

(1)检识反应

(2)指导生物碱的提取分离

(3)生物碱的分离纯化

(4)薄层或纸层色谱的显色剂

名词解释

1、 天然产物化学:运用现代科学理论与方法研究天然药物中化学成分的一门学科。

2、一次代谢:一次代谢过程是对维持植物生命活动不可缺少的过程,几乎所有绿色植物中都存在。一代产物:葡萄糖、蛋白质、脂质、核酸

二次代谢:二次代谢过程是指并非在所有植物中都能发生,对维持植物生命活动来说又不起重要作用的过程。二代产物:生物碱、萜类化合物

3、正相分配色谱:分离水溶性或极性较大的成分如生物碱、苷类、糖类、有机酸等化合物时,固定相多采用强极性溶剂如水、缓冲液等,流动相则用氯仿、乙酸乙酯、丁醇等弱性有机溶剂

反相分配色谱::当分离脂溶性化合物如高级脂肪酸、油脂、游离甾体等时,两相可以颠倒,固定相可用液体石蜡,而流动相则用水或甲醇等极性溶剂

4、苷化位移:糖与苷元成苷后,苷元的α-C 、β-C 和糖的端基碳的化学位移值均发生了改变,这种改变称为苷化位移

5、苷类:亦称苷或配糖体,是由糖或糖的衍生物,如氨基酸、糖醛酸等于另一非糖物质通过糖的半缩醛或半缩酮羟基与苷元脱水形成的一类化合物

6、低聚糖:由2-9个单糖通过苷键结合而成的直链或支链聚糖

7、香豆素:邻羟基桂皮酸内酯类成分的总称,具有苯骈α-吡喃酮母核的基本骨架

简单香豆素:指仅仅在它的苯环上有取代,且7位羟基与其6位或8位没有形成呋喃环或者吡喃环的香豆素类

呋喃香豆素:其母核的7位羟基与6位或8位取代异戊烯基缩合形成呋喃环的一系列化合物

吡喃香豆素:其母核的7位羟基与6位碳或8位碳上取代的异戊烯基缩合形成吡喃环的一系列化合物及双吡喃香豆素类

8、黄酮类化合物:指基本母核为2-苯基色原酮类化合物,现泛指两个具有酚羟基的苯环(A-与B-环)通过中央三碳原子相互连接而成的一系列化合物

9、萜类化合物:是一类结构多变, 数量很大, 生物活性广泛的一大类重要的天然药物化学成份。其骨架一般以五个碳为基本单位, 可以看作是异戊二烯的聚合物及其含氧衍生物。但从生源的观点看,甲戊二羟酸(mevalonic acid, MVA)才是萜类化合物真正的基本单元。

10、薁类化合物:一种特殊的倍半萜,它具有五元环与七元环骈合而成的基本骨架

11、挥发油:具有芳香气味的油状液体总称

酸值:代表挥发油中游离酸和酚类成分的含量。以中和1g 挥发油中含有游离的羧酸合酚类所需的KOH 的毫克数来表示

酯值:代表挥发油中脂类成分含量,以水解1g 挥发油所需 KOH的毫克数来表示

皂化值:以皂化1g 挥发油所需KOH 的毫克数表示。事实上,皂化值等于酸值与脂值之和

12、三萜皂苷:三萜皂苷是由三萜皂苷元和糖组成的。三萜皂苷元是三萜类衍生物,由30个碳原子组成。

13、生物碱:生物碱是天然产的一类含氮有机化合物,大多数具有氮杂环结构,呈碱性并有较强的生物活性。

14、强心苷:存在于植物中具有强心作用的甾体苷类化合物

二、问答题.

1. 简述聚酰胺色谱的原理、吸附力的影响因素

适用范围:聚酰胺属于氢键吸附,是一种用途十分广泛的分离方法,极性物质与非极性物质均可适用。但特别适合分离酚类、醌类、黄酮类化合物。原理:一般认为是通过分子中的酰胺羰基与酚类、黄酮类化合物的酚羟基,或酰胺键上的游离胺基与醌类、脂肪酸上的羰基形成氢键缔合而产生吸附。吸附力的影响因素:至于吸附强弱则取决于各种化合物与之形成氢键缔合的能力。通常在汗水溶剂中大致有下列规律:①形成氢键的基团数目越多,则吸附能力越强②称键位置对吸附力也有影响。易形成分子内氢键者,其在聚酰胺上的吸附即相应减弱③分子中芳香化程度高者,则吸附性增强;反之,则减弱

2. 简述葡聚糖凝胶Sephadex G和羟丙基葡聚糖凝胶Sephadex LH-20的区别?

葡聚糖凝胶:①系由平均分子量一定的葡聚糖及交联剂交联聚合而成。生成的凝胶颗粒网孔大小取决于所用的交联剂的数量和反应条件。②加入的交联剂数量越多即交联度越高,网孔越紧密,孔径越小,吸水膨胀也越小;交联度越低,则网孔越稀疏,吸水后膨胀也越大。③分离水溶性成分④商品型号按交联度大小分类,并以吸水来那个多少表示。以Sephadex G-25为例,G 为凝胶(Gel ),后附数字=吸水量*10,故G-25示该葡聚糖凝胶吸水量为2.5ml/g

羟丙基葡聚糖凝胶:为Sephadex G-25经羟丙基化处理后得到的产物,不仅在水中应用,也可在极性有机溶剂或它们与水组成的混合溶剂中膨胀使用。Sephadex LH-20除保留有Sephadex G-25原有的分子筛特性,可按分子量大小分离物质外,在由极性与非极性溶剂组成的混合溶剂中常常起到反相分配色谱的效果。

3. 简述苷键裂解常用的方法有哪些?酸催化水解的反应机理和常用试剂、催化剂有哪些?

方法:酸催化水解、碱催化水解、乙酰解、酶解、过碘酸裂解

酸催化水解的反应机理:苷原子先被质子化,然后苷键断裂形成糖基正离子或半椅式的中间体,该中间体在雨水结合形成糖,并释放催化剂质子。常用试剂:水或稀酸

催化剂:稀盐酸、稀硫酸、乙酸、甲酸

4. 挥发油的通性有哪些?应如何保存?为什么?

①颜色:挥发油在常温下大多为无色或微带淡黄色,也有少数带有其他颜色。②气味:挥发油大多数具有

香气或其他特异气味,由辛辣烧灼的感觉,呈中性或酸性。③形态:挥发油在常温下为透明液体,由飞冷却时其主要成分可能结晶析出。④挥发性:挥发油在常温下可自行挥发我、而不留任何痕迹,只是挥发油与脂肪油的本质区别。

保存:贮于棕色瓶内,装满、密塞并在阴凉处低温保存。原因:与空气及接触,常会逐渐氧化变质,使之比重增加,颜色变深,失去原有香味,并形成树脂样物质,也不能再随水蒸气蒸馏了。

5. 试述卓酚酮类化合物的性质?

卓酚酮类化合物是一类变形的单萜,它们的碳架不符合异戊二烯定则,具有如下的特性:

(1)卓酚酮具有芳香化合物性质,具有酚的通性,也显酸性,其酸性介于酚类与羧酸之间,即酚

(2)分子中的酚羟基易于甲基化,但不易酰化。

(3)分子中的羰基类似于羧酸中羰基的性质,但不能和一般羰基试剂反应。红外光谱中显示其羰基(1650-1600cm )和羟基(3200-3100cm )的吸收峰,较一般化合物中的羰基略有区别。

(4)能与多种金属离子形成络合物结晶体,并显示不同颜色,以资鉴别。

6.苷键具有什么性质,常用哪些方法裂解?酸催化水解的反应机理和常用试剂、催化剂有哪些?

答:苷键是苷类分子特有的化学键,具有缩醛性质,易被化学或生物方法裂解。苷键裂解常用的方法有酸、碱催化水解法、酶催化水解法、氧化开裂法等。酸催化水解的反应机理:苷原子先被质子化,然后苷键断裂形成糖基正离子或半椅式的中间体,该中间体在雨水结合形成糖,并释放催化剂质子。常用试剂:水或稀酸。催化剂:稀盐酸、稀硫酸、乙酸、甲酸

7.为什么β-OH 蒽醌比α-OH 蒽醌的酸性大。

α-位上的羟基因与c=o基形成氢键缔合,表现出更弱的酸性。

8.试述黄酮类化合物的基本母核及结构的分类依据,常见黄酮类化合物结构类型可分为哪几类?

根据中央三碳链的氧化程度、B-环连接位置(2-或3-位)以及三碳链是否构成环状等特点可将主要天然黄酮类化合物分类:

黄酮类、黄酮醇类、二氢黄酮类、异黄酮类、鱼藤酮类、紫檀素类、二氢黄酮醇类、花色素类、查耳酮类、二氢查耳酮类等

9.皂苷溶血作用的原因及表示方法?含有皂苷的药物临床应用时应注意什么?

皂苷的溶血作用是因为多数皂苷能与红细胞膜上胆甾醇结合生成不溶于水的复合物,破坏了红细胞的正常渗透性,使细胞内渗透压增高而使细胞破裂,从而导致溶血现象。各种皂苷的溶血作用强弱不同,可用溶血指数表示。含有皂苷的药物临床应用时应注意不宜供静脉注射用。

10.写出铅盐沉淀法分离酸性皂苷与中性皂苷的流程。

总皂苷/ 稀乙醇

滤液 沉淀

(中性皂苷)

PbS 溶液

(酸性皂苷)

11.试述黄酮(醇)多显黄色,而二氢黄酮(醇)不显色的原因。

黄酮、黄酮醇及其苷类多显灰色~黄色,查耳酮为黄~橙黄色,而二氢黄酮、二氢黄酮醇、异黄酮类,因不具有交叉共轭体系或共轭链短,故不显色(二氢黄酮及二氢黄酮醇)或显微黄色(异黄酮)。

12.试述黄酮(醇)难溶于水的原因。 -1-1

原因:黄酮、黄酮醇、查耳酮等平面性强的分子,因分子与分子间排列紧密,分子间引力较大,故更难溶于水。

13.试述二氢黄酮. 异黄酮. 花色素水溶液性比黄酮大的原因。

原因:黄酮、黄酮醇、查耳酮等平面性强的分子,因分子与分子间排列紧密,分子间引力较大,故更难溶于水;二氢黄酮及二氢黄酮醇等因系非平面性分子,故分子与分子间排列不紧密,分子间引力降低,有利于水分子进入,溶解性稍大;花色苷元(花青素)类虽也为平面性结构,但因以离子形式存在,具有盐的通性,故亲水性较强,水溶度较大。

14.提取强心苷原生苷时应注意哪几方面因素?

⑴原料须新鲜,采集后要低温快速干燥,保存期间要注意防潮。

⑵可用乙醇提取破坏酶的活性,通常用70%~80%的乙醇为提取溶剂。

⑶同时要避免酸碱的影响。


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